[정수시설운영관리사 3급 1차] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

정수처리 응집제로 사용되는 것은 폴리염화알루미늄(PAC)과 액체황산알루미늄(황산반토)이다. 이들은 물속 콜로이드 입자의 전하를 중화시켜 플록을 형성시키는 대표적 무기 응집제이다. 반면 탄산칼슘과 염화나트륨은 응집제가 아니라 각각 경도 조정이나 소독·연화 등 다른 용도로 사용되는 물질이다. 따라서 응집제에 해당하는 것은 ㄱ, ㄴ이다.

황산구리는 저수지나 정수지에서 조류(藻類) 번식을 억제하는 데 사용되는 약품으로, 정수처리의 응집 공정에 사용되는 약품에는 해당하지 않는다.
응집제, pH조정제, 응집보조제는 모두 응집 과정에서 사용되는 약품이다.

크립토스포리디움 대책으로는 여과 초기의 여과수를 배출하는 시동방수설비 설치, 여과 재개 시 여과속도를 단계적으로 증가시키는 운전, 여과지마다 여과수의 탁도를 상시 측정하는 것 등이 있다.
여과지속시간을 길게 끌면 여과층에 억류된 탁질이 누출될 위험이 커지므로, 여과지속시간 연장은 대책이 아니라 오히려 피해야 할 운전이다.

정수시설에서 발생하는 폐수의 주된 처리대상물질은 응집·침전 공정에서 발생하는 침전슬러지이다.
정수처리 과정 중 원수에 포함된 현탁물질과 응집제가 반응해 생성된 플록이 침전지 바닥에 쌓이며, 이 슬러지를 농축·탈수해 처분하는 것이 정수장 폐수처리의 핵심 대상이다.
용존산소는 수중 산소농도를 나타내는 수질지표이지 폐수처리 대상물질이 아니다.
유리잔류염소는 소독효과를 나타내는 소독지표로 폐수처리 대상이 아니다.
일반세균은 미생물학적 수질지표로 폐수처리 대상물질이 아니다.

오존처리는 오히려 염소요구량을 감소시키는 효과가 있으므로, 염소요구량을 증가시킨다는 설명은 오존처리의 장점으로 볼 수 없다.
오존은 강력한 산화력으로 유기물과 암모니아성 질소 등 염소요구물질을 미리 산화·분해하기 때문에 후속 염소소독 시 필요한 염소 주입량이 줄어드는 것이 일반적인 효과다.
철·망간의 산화능력이 크다는 점, 색도제거 효과가 우수하다는 점, 맛·냄새물질 제거효과가 우수하다는 점은 모두 오존처리의 실제 장점에 해당한다.

침전지의 체류시간은 5시간이다.
침전지 용적은 $V = 5\,\mathrm{m} \times 500\,\mathrm{m^2} = 2500\,\mathrm{m^3}$이고, 유입유량은 $Q = 12000\,\mathrm{m^3/day} = 500\,\mathrm{m^3/hr}$이다.
체류시간은 $t = \dfrac{V}{Q} = \dfrac{2500}{500} = 5\,\mathrm{hr}$로 계산된다.

활성탄처리는 흡착 원리를 이용해 휘발성유기화합물질과 같은 유기물질, 맛·냄새물질, 소독부산물 전구물질 등을 주로 제거하는 공정이다.
염소이온, 황산이온은 이온성 무기물질로 활성탄 흡착만으로는 효과적으로 제거되지 않는다.
결합잔류염소는 활성탄이 오히려 분해(탈염소)시키는 대상이지 흡착 제거의 주된 목표물질은 아니다.

B형 간염은 바이러스에 의한 질환으로, 세균(박테리아)성 수인성전염병에 해당하지 않는다.
세균성 이질, 장티푸스, 콜레라는 모두 박테리아(세균)에 의해 발생하는 대표적인 수인성전염병이다.

전염소처리는 원수 유입 초기 단계에서 이루어지므로 침전지는 통상적인 전염소제 주입지점이 아니다.
전염소처리는 취수시설, 도수관로, 착수정 등 정수처리 공정의 앞단에서 조류·암모니아성질소·철망간 등을 산화 처리하기 위해 이루어진다.

차아염소산나트륨은 자외선에 의해 분해되므로 직사일광이 닿지 않는 곳에 보관해야 한다는 설명이 옳다.
액화염소 저장조는 보냉식으로 하는 것이 아니라, 직사광선을 피하고 환기가 되는 서늘한 장소에 두어 온도 상승을 막는 방식으로 관리한다.
액화염소는 온도가 상승하면 저장조 내 압력이 오히려 증가하므로, 압력이 감소한다는 설명은 옳지 않다.
액화염소 저장조는 0∼5℃가 아니라 40℃ 이하의 서늘한 상태를 유지하는 것이 기준이다.

활성탄여과법은 흡착 원리를 이용한 여과방식으로, 압력차에 의한 분리를 이용하는 막여과법의 범주에 속하지 않는다.
나노여과법, 한외여과법, 정밀여과법은 모두 분리경(공경) 크기에 따라 구분되는 대표적인 막여과법이다.

막여과 정수시설의 시설능력은 계획 1일 최대급수량을 기준으로 정한다.
이는 일반 정수시설의 시설용량 산정기준과 동일하게, 하루 중 급수수요가 가장 많은 시점을 반영해 여유 있게 설계하기 위함이다.

플록형성지의 교반강도는 하류로 갈수록 점차 감소시키는 것이 바람직하므로, 점차 증가시키는 것이 바람직하다는 설명은 옳지 않다.
초기에는 강한 교반으로 미세플록을 신속히 형성시키고, 후단으로 갈수록 교반강도를 낮춰 이미 형성된 플록이 파괴되지 않도록 하는 것이 표준적인 운영방식이다.
플록형성시간을 계획정수량 기준 20~40분으로 하는 것, 직사각형 형태에 플록큐레이터를 설치하는 것, 혼화지와 침전지 사이에 침전지에 붙여 설치하는 것은 모두 옳은 설명이다.

원수 중 현탁물질을 제거하는 고액분리공정이면서 충분한 역세척기능이 필요한 공정은 급속여과이다.
급속여과지는 여재층에 탁질이 누적되면 여과저항이 커지고 처리수질이 저하되므로, 주기적으로 역세척을 통해 여재에 쌓인 탁질을 제거해 여과기능을 회복시켜야 한다.

여과지 역세척배출수의 표준적인 처리순서는 조정 → 농축 → 탈수 → 건조이다.
배출수를 먼저 균등화·조정조에서 유량과 수질을 안정시킨 뒤, 농축조에서 고형물 농도를 높이고, 탈수 공정으로 함수율을 낮춘 다음, 최종적으로 건조 처리해 부피를 줄이는 순서로 진행된다.

염소소독 시 소독부산물을 생성하는 주요 전구물질은 원수 중에 존재하는 질소유기화합물 등 유기물질이다.
염소가 이러한 유기물 전구물질과 반응하면 트리할로메탄(THM) 등 소독부산물이 생성되므로, 전처리나 중간처리 단계에서 유기물을 먼저 제거하는 것이 소독부산물 저감에 유리하다.
황산망간, 소석회, 칼슘이온은 무기성 물질로 소독부산물 생성의 주요 전구물질에 해당하지 않는다.

염소용 배관은 내압력·내약품성 재료를 사용해야 할 뿐 아니라 예비배관을 설치해 고장이나 점검 시에도 대비해야 하므로, 예비배관 설치를 생략한다는 설명은 옳지 않다.
중화장치는 누출된 염소가스를 충분히 무해화할 수 있어야 한다는 설명, 저장량 1,000kg 이상 시설에 가스누출검지경보설비·중화반응탑 등을 갖춘 중화장치를 설치한다는 설명, 저장량 1,000kg 미만 시설에서는 중화·흡수용 제해제 상비와 가스누출검지경보설비 설치가 바람직하다는 설명은 모두 옳다.

급속여과지 세척은 역세척과 표면세척, 또는 역세척과 공기세척을 조합해 실시하는 것이 효과적이라는 설명이 옳다.
역세척만으로는 여재 표면에 부착된 탁질이나 조류 등을 완전히 떼어내기 어려워, 표면세척이나 공기세척을 병행해 세정효율을 높이는 방식이 일반적으로 채택된다.
녹조가 발생하면 여재가 빨리 막혀 여과지속시간이 짧아지고 역세횟수가 오히려 늘어난다.
역세척 유량은 고정하지 않고 세척 진행 상황에 따라 단계적으로 조절하는 것이 일반적이다.
역세척수로는 잔류염소가 남아 있는 정수를 사용해 여재와 배관에서의 미생물 번식을 억제하므로, 잔류염소가 없는 정수를 사용한다는 설명은 옳지 않다.

염소소독은 병원성 미생물의 제거나 불활성화가 완전하지 않다는 설명이 옳다.
크립토스포리디움과 같은 일부 병원성 미생물은 염소에 대한 저항성이 높아 통상적인 염소 주입만으로는 완전히 불활성화되지 않으므로, 오존이나 UV 등 다른 소독법을 병행하기도 한다.
염소는 유기물질과 반응해 소독부산물을 생성하고, 다른 소독제를 병행 사용하더라도 관말까지의 안전성 확보를 위해 염소제를 함께 사용해야 하며, 유리잔류염소는 결합잔류염소보다 소독효과가 오히려 크므로 나머지 설명들은 옳지 않다.

농축 후 슬러지의 부피는 25 m³이다.
함수율 99%인 슬러지 100m³에 들어있는 고형물량은 $100\,\mathrm{m^3} \times (1-0.99) = 1\,\mathrm{m^3}$이며, 농축 과정에서도 고형물량은 변하지 않는다.
함수율 96%로 농축된 후에는 고형물 비율이 4%가 되므로, 전체 부피는 $V = \dfrac{1\,\mathrm{m^3}}{1-0.96} = \dfrac{1}{0.04} = 25\,\mathrm{m^3}$로 계산된다.

수용액 농도 0.02%를 mg/L로 환산하면 200 mg/L이다.
%(중량/부피) 농도는 용액 100mL 중 용질의 g수를 의미하므로, $0.02\% = \dfrac{0.02\,\mathrm{g}}{100\,\mathrm{mL}}$이다.
이를 1L(1000mL) 기준으로 환산하면 $\dfrac{0.02\,\mathrm{g}}{100\,\mathrm{mL}} = \dfrac{0.2\,\mathrm{g}}{1000\,\mathrm{mL}} = 0.2\,\mathrm{g/L} = 200\,\mathrm{mg/L}$가 된다.

수질오염공정시험기준의 용존산소 적정법(윙클러-아자이드화나트륨 변법)에서 과망간산칼륨은 사용하는 시약이 아니다.
이 방법은 황산망간용액과 알칼리성 요오드화칼륨-아자이드화나트륨용액을 가해 발생한 침전물을 산으로 녹인 뒤, 유리된 요오드를 티오황산나트륨용액으로 적정하는 원리를 이용한다.
황산망간, 알칼리성 요오드화칼륨-아자이드화나트륨용액, 티오황산나트륨용액은 모두 이 적정법에 사용되는 시약이다.

빈칸에는 순서대로 100과 500이 들어간다.
수도법은 마을상수도를 “지방자치단체가 대통령령으로 정하는 수도시설에 따라 100명 이상 2천500명 이내의 급수인구에게 정수를 공급하는 일반수도로서 1일 공급량이 20세제곱미터 이상 500세제곱미터 미만인 수도”로 정의한다. 지문의 두 빈칸은 각각 급수인구의 하한과 1일 공급량의 상한 자리다.
급수인구 하한을 50명으로 보는 조합은 마을상수도보다 규모가 더 작은 소규모급수시설과 혼동한 것이고, 1일 공급량 상한을 200세제곱미터로 보는 조합은 이 정의에 없는 수치다.

옳지 않은 것은 ㄱ, ㄷ이다.
ㄱ은 틀린 설명이다 — 유리전극은 온도, 탁도, 색도, 산화 및 환원성 물질 등에 의한 간섭을 받지 않는 것이 장점인데, 보기는 "간섭을 받는다"고 하여 틀렸다.
ㄴ은 옳은 내용으로, 조제한 pH 표준용액은 경질유리병 또는 폴리에틸렌병에 보관한다.
ㄷ도 틀린 설명으로, 유리전극법은 공존물질(중금속 등)에 의한 방해가 적어 유리전극을 유리 슬리브 등에 넣지 않고도 측정 가능하며, 별도의 특수한 시료 전처리 규정 없이 표준용액으로 보정 후 바로 측정한다.

0.01M NaOH 100mL에 들어있는 NaOH의 질량은 0.04g이다.
몰수는 $n = 0.01\,\mathrm{mol/L} \times 0.1\,\mathrm{L} = 0.001\,\mathrm{mol}$이고, NaOH의 분자량은 $23+16+1=40\,\mathrm{g/mol}$이다.
따라서 질량은 $m = 0.001\,\mathrm{mol} \times 40\,\mathrm{g/mol} = 0.04\,\mathrm{g}$로 계산된다.

먹는물수질공정시험기준 총칙에서 감압은 따로 규정이 없는 한 15mmHg 이하를 뜻하므로, 10mmHg 이하로 한다는 설명은 옳지 않다.
방울수는 20℃에서 정제수 20방울을 적하했을 때 부피가 약 1mL가 되는 것을 뜻한다는 설명, 약이라 함은 기재된 양에 대해 ±10% 이상의 차가 있어서는 안 된다는 설명, 시험에 쓰는 물은 따로 규정이 없는 한 증류수 또는 정제수를 뜻한다는 설명은 모두 옳다.

먹는물수질공정시험기준상 금속류를 원자흡수분광광도법으로 분석할 때는 시료 채취 즉시 1L당 진한 질산 1.5mL 또는 질산용액(1+1) 3.0mL를 가해 pH 2로 보존한다는 설명이 옳다.
금속류는 채취 후 시간이 지나면 용기 벽면 흡착이나 침전 등으로 농도가 변할 수 있어, 산을 가해 pH를 낮춰 금속이온을 용해 상태로 안정시켜 보존한다.
금속 분석용 시료채취용기는 수돗물과 알칼리성 용액이 아니라 세척제로 씻은 뒤 산으로 처리하고 정제수로 헹구는 것이 원칙이다.
산을 가해 보존한 시료라도 상온이 아니라 저온(냉장) 상태로 보관해야 한다.
금속류 시료는 미리 세척한 폴리에틸렌 등의 용기에 채취하도록 하고 있어, 유리용기에 채취한다는 설명은 기준과 맞지 않는다.

먹는물 수질감시항목은 질병관리청 고시에서 분기별 1회 검사 항목과 연 1회 검사 항목으로 구분된다. Perchlorate는 분기별 1회(연 4회) 검사 대상이며, Vinyl Chloride, Styrene, Pentachlorophenol은 모두 연 1회 검사 항목에 해당한다. 따라서 분기별 1회 검사하는 감시항목으로는 Perchlorate가 정답이다.

입상활성탄 성분규격에서 페놀가는 25 이하로 규정되어 있다. ABS가는 50 이하, 요오드흡착력은 950mg/g 이상이 기준이므로 보기의 20 이하와 750mg/g 이상은 틀렸다.

먹는물 수질감시항목 운영 등에 관한 고시에서 Microcystin-LR은 남조류 독소로, 상수원의 조류경보제 발령단계에 따라 검사주기가 달라진다. 조류경보제의 '경계' 단계(조류 세포수 10,000~100,000 cells/mL)에서 원·정수의 Microcystin-LR 검사주기는 2회/주(주 2회)로 실시한다. 이는 주의 단계(1회/주)보다 강화되고, 대심 단계(매일)보다는 완화된 기준이다.

수중 pH가 8.5 이상인 조건에서는 주로 모노클로라민(NH₂Cl)이 생성된다.
클로라민 생성비는 pH에 따라 달라지는데, pH가 높아질수록 모노클로라민의 비율이 높아지고, pH가 낮아질수록 디클로라민, 더 낮아지면 트리클로라민의 비율이 높아지는 경향을 보인다.

먹는물수질공정시험기준상 자외선/가시선분광법(인도페놀법)으로 암모니아성질소를 분석할 때 알리자린콤플렉손용액은 사용하는 시약이 아니다.
이 방법은 암모늄이온이 차아염소산나트륨 존재 하에서 페놀 및 니트로프루시드나트륨과 반응해 생성되는 인도페놀류의 청색을 흡광도로 측정하는 원리이므로, 페놀니트로프루싯나트륨용액과 차아염소산나트륨용액이 발색 시약으로 쓰이고 티오황산나트륨용액은 시료 중 잔류염소를 제거하기 위해 사용된다.
알리자린콤플렉손용액은 불소를 자외선/가시선분광법으로 분석할 때 쓰는 발색 시약으로, 암모니아성질소 분석과는 관계가 없다.

지하수의 수질보전 등에 관한 규칙상 오염지하수 정화기준에서 석유계총탄화수소(TPH)의 기준값은 리터당 1.5밀리그램 이하이다.
오염지하수 정화기준은 지하수 수질기준 중 생활용수 기준을 바탕으로 정해지며, 석유계총탄화수소는 주유소·유류저장시설 등에서의 유류 누출로 인한 지하수 오염을 판정하는 대표적인 지표항목으로 관리된다.

나노여과막의 분리경은 염화나트륨 제거율 5% 이상 93% 미만으로 규정되어 있으므로, 3~93% 미만이라는 설명은 기준과 다르다.
수도용 막은 정밀여과막·한외여과막처럼 공경이나 분획분자량으로 구분하거나, 나노여과막·역삼투막처럼 염화나트륨 제거율로 구분한다.
정밀여과막의 분리경이 공칭공경 0.01마이크로미터 이상이라는 설명, 한외여과막의 분리경이 분획분자량 100,000 달톤 이하라는 설명, 역삼투막의 분리경이 염화나트륨 제거율 93% 이상이라는 설명은 모두 옳다.

자외선 투과율은 시료 1cm를 자외선이 통과한 후 흡수되지 않고 남은 파장 254nm인 자외선의 백분율(%)로 정의된다. 이는 자외선소독 설계 시 사용하는 표준 정의로, 254nm는 자외선 살균력이 가장 큰 파장이며 투과율 측정 시료 두께는 1cm를 기준으로 한다.

[OH⁻] = 1.3×10⁻² M일 때 pH는 12.11이다.
pOH는 $\mathrm{pOH} = -\log(1.3\times10^{-2}) = 2 - \log(1.3) \approx 1.89$로 계산된다.
따라서 pH는 $\mathrm{pH} = 14 - \mathrm{pOH} = 14 - 1.89 = 12.11$이다.

출제 당시(2019년) 하천법상 국가하천의 하천관리청은 국토교통부장관이었고, 지방하천은 특별시장·광역시장·도지사 등이 관리청이었으므로 환경부장관은 하천관리청에 해당하지 않는 것으로 출제되었다.
다만 2022년 1월 시행된 하천법 개정으로 물관리 일원화에 따라 국가하천의 관리청이 환경부장관으로 바뀌었다. 따라서 현행법 기준으로는 환경부장관도 하천관리청에 해당하므로, 이 문항은 출제 당시 법령을 기준으로 풀이해야 한다.

먹는물 수질기준상 염지하수에만 적용하는 방사능 기준 항목은 세슘(Cs-137), 스트론튬(Sr-90), 삼중수소 세 가지이며, 요오드는 이에 해당하지 않는다.
염지하수는 물속에 녹아 있는 염분 등 총용존고형물의 함량이 높은 암반대수층 안의 지하수로, 일반 먹는물과 달리 방사성물질 항목이 추가로 규정되어 있다.

현미경계수법은 조류 등을 직접 관찰·계수하는 방법으로, 총대장균군 시험법에 해당하지 않는다.
시험관법, 평판집락법, 막여과법은 모두 수질오염공정시험기준상 총대장균군을 정량하는 표준 시험법이다.

제타전위 측정에서 전기영동도를 계산할 때 사용하는 인자는 격자간 거리, 전압, 셀 길이 등 측정장치와 관련된 물리량이며, 응집제 주입량은 이 계산에 직접 사용되는 인자가 아니다.
전기영동도는 입자가 전기장 내에서 이동하는 속도를 전압과 거리, 시간 등으로부터 산출하는 값으로, 응집제 주입량은 제타전위 값 자체에 영향을 주는 운영변수일 뿐 계산식의 인자는 아니다.

전염소처리는 원수의 유기물(TOC) 농도가 높을 경우 이를 산화·저감하기 위해 실시하므로, TOC 농도가 낮을 경우는 전염소처리를 하는 경우에 해당하지 않는다.
원수의 냄새가 심하거나, 암모니아성 질소농도가 높거나, 원수의 수질이 전반적으로 나쁠 경우에는 모두 전염소처리를 통해 수질을 개선할 필요가 있다.

탈수기의 여과포는 탈수여액의 청징도가 높아 고형물이 여액으로 빠져나가지 않는 것을 선정해야 한다.
또한 케이크의 박리성(탈착성)이 좋아 여과포에서 잘 떨어져야 하고, 사용 중 수축·팽창의 폭이 작아야 하며, 폐색이 적고 내구성이 좋아야 한다.
케이크가 여과포에 잘 달라붙는(부착성이 좋은) 여과포는 케이크 박리가 어려워 부적합하다.
수축·팽창 폭이 큰 여과포는 치수 안정성이 낮아 탈수 성능이 떨어진다.
폐색이 잘되는 여과포는 여과저항이 커져 탈수 효율이 떨어지므로, 내구성이 좋더라도 부적합하다.

물은 통과시키되 이온은 막아 해수 담수화에 쓰는 방법은 역삼투법이다.
역삼투는 반투막을 사이에 두고 원수 쪽에 삼투압보다 높은 압력을 걸어 물만 반대 방향으로 밀어내는 방식이다.
막여과 계열 중 제거 대상 입자가 가장 작아 용존 염류와 이온성 물질까지 걸러내며, 그만큼 운전압력이 가장 높다. 나머지 방법은 용존 이온을 걸러내지 못한다.
정밀여과와 한외여과는 공칭 공경이 각각 마이크로미터·나노미터 수준이어서 탁질·콜로이드·고분자 물질은 잡아도 이온은 그대로 통과시킨다.
흡착여과는 활성탄 등의 표면에 유기물·맛냄새물질을 붙잡는 공정이라 염분 제거와는 원리가 다르다.

표면부하율은 처리유량을 침전지 수면적으로 나눈 값이다.
수면적은 $20\,\mathrm{m} \times 45\,\mathrm{m} = 900\,\mathrm{m^2}$이다.
표면부하율은 $\dfrac{9000\,\mathrm{m^3/day}}{900\,\mathrm{m^2}} = 10\,\mathrm{m^3/m^2\cdot day}$이다.

급속여과방식에서 여과지 1지의 여과면적은 150㎡ 이하로 설정하는 것이 옳고, 하부집수장치에는 유공블럭형, 스트레이너형 등이 사용되는 것도 맞다. 그러나 응집·플록형성침전은 여과 공정과 함께 인접·연속 배치하는 것이 효과적이며, 분리 배치가 효과적이라는 설명은 옳지 않다. 따라서 옳은 설명은 2개이다.

침전지의 주된 기능은 완충기능, 침전기능, 슬러지 배출기능이며, 혼화기능은 침전지가 아니라 혼화지에서 담당한다.
따라서 혼화기능은 침전지의 기능으로 옳지 않다.

원심펌프는 비속도가 작고 고양정·소유량 조건에 적합한 대표적인 터보형 펌프이다.
수격펌프는 수격작용을 이용해 별도 동력 없이 양수하는 방식으로 터보형이 아니다.
진공펌프는 기체를 배출해 진공을 만드는 펌프로 급수 목적의 터보형 펌프가 아니다.
와류펌프는 저양정·대유량에 적합해 고양정·소유량 조건과는 반대의 특성을 가진다.

제수밸브(게이트밸브)는 원형디스크를 수직으로 상하 이동시켜 유로 단면을 개폐함으로써 유량을 제어한다.
체크밸브는 유체의 역류를 막는 것이 목적으로 디스크가 수직 이동하는 구조가 아니다.
풋밸브는 흡입관 끝에 설치되어 이물질 유입을 막고 역류를 방지하는 밸브이다.
플랩밸브는 힌지를 축으로 회전하며 개폐되는 구조로 수직 이동식이 아니다.

유수검지장치는 펌프의 축봉수, 냉각수, 윤활수 등의 흐름 유무를 검지하는 장치이다.
만수검지 장치는 물이 가득 찼는지를, 압력검지 장치는 압력 이상을, 리밋스위치 장치는 기계적 위치 한계를 검지하는 것으로 흐름(유수) 검지와는 목적이 다르다.

펌프의 제원은 전양정, 토출량, 구경 등 펌프 자체의 설계 사양을 의미한다.
운전점은 펌프 성능곡선과 관로(시스템)저항곡선이 만나는 지점으로, 설치 후 실제 운전 시 결정되는 값이지 펌프 제원 자체는 아니다.

산업안전보건법은 산업재해를 예방하고 쾌적한 작업환경을 조성하여 근로자의 안전과 보건을 유지·증진함을 목적으로 하는 법령이다.
수도법은 수돗물의 정수·공급 등 수도 시설과 운영에 관한 법령이다.
먹는물관리법은 먹는물의 수질관리에 관한 법령이다.
물환경보전법은 수질 및 수생태계 보전에 관한 법령이다.

계측제어용 전원으로는 안정적인 저압 전원인 상용전원, 직류전원, 교류무정전전원(UPS)이 사용된다.
교류고압전원은 변전·동력용 전원으로 계측제어기기에 직접 사용되지 않는다.

연속제어동작은 조작량이 편차에 따라 연속적으로 변하는 제어방식으로, 대표적인 것이 비례동작(P동작)이며 적분(I)·미분(D) 동작도 여기에 속한다.
단속도 동작과 3위치 동작은 조작량이 단계적으로만 변하는 불연속 제어동작이고, 주파수제어 동작은 전동기 회전수를 바꾸는 조작단의 구동방식을 가리키는 것으로 연속제어동작의 분류에 해당하지 않는다.

초음파유량계, 전자유량계, 차압식유량계는 모두 관로에서 사용되는 대표적인 유량계 종류이다.
플로트(float)식 계기는 부자의 위치 변화를 이용하는 수위계 방식으로, 유량계의 종류로 분류되지 않는다.

염소의 자동주입제어는 파괴점 염소처리를 기준으로 이루어지며, 그 기준 지표가 되는 것이 암모니아성 질소계이다.
탁도계, 전기전도도계, 알칼리도계는 각각 탁도, 전기전도도, 알칼리도를 측정하는 계기로 염소 자동주입제어에는 사용되지 않는다.

취·정수시설의 유량 제어방식으로는 여러 대의 펌프 가동 대수를 조절하는 대수제어가 널리 사용된다.
전압제어, 전류제어, 전자력제어는 개별 기기의 전기적 제어 방식으로 취·정수시설의 유량 제어방식과는 거리가 있다.

침전지에는 처리수 탁도를 상시 감시하기 위한 기본 수질계측기로 탁도계를 설치해야 한다.
수온계는 수온 측정용이며, 전압계·전류계는 전기설비 계측기로 침전지의 수질 감시와는 관련이 없다.

변압기 2차측에 여러 개의 탭(tap)을 두는 주된 목적은 부하 변동에 따라 2차측 전압을 일정하게 유지하기 위한 전압제어이다.
탭 전환을 통해 권선비를 바꾸어 출력 전압을 조정하는 것으로, 위상제어·손실제어·역률제어와는 목적이 다르다.

절연용 방호구는 충전부 등에 씌워 감전을 막는 방호장치로, 근로자가 몸에 착용하는 보호구와는 구분된다.
보호복, 방독마스크, 안전화는 모두 근로자가 직접 착용하는 안전인증대상 보호구에 해당한다.

물질안전보건자료(MSDS)의 기재사항에는 물리·화학적 특성, 독성에 관한 정보, 폭발·화재 시의 대처방법 등이 포함된다.
제작 공정도는 제조공정에 관한 정보로 MSDS의 기재사항에 포함되지 않는다.

총수두는 속도수두, 압력수두, 위치수두의 합으로 계산한다.
$H = h_v + h_p + h_z = 3\,\mathrm{m} + 5\,\mathrm{m} + 10\,\mathrm{m} = 18\,\mathrm{m}$

뉴턴유체에서 전단응력은 속도경사(속도구배)에 비례한다는 것이 뉴턴의 점성법칙이다.
$\tau = \mu \dfrac{du}{dy}$로 표현되며, 이는 전단응력이 속도경사에 비례함을 의미한다.
동점성계수는 점성계수를 밀도로 나눈 값이지 유속으로 나눈 값이 아니다.
점성계수(액체)는 온도가 상승하면 분자 간 응집력이 약해져 감소한다.
동점성계수의 차원은 $[\mathrm{L^2 T^{-1}}]$이며 $[\mathrm{L^2 T}]$가 아니다.

베르누이 방정식은 유체의 에너지 보존법칙으로부터 유도되는 식이며, 질량 보존법칙이 적용되는 것은 연속방정식이다.
따라서 베르누이 방정식에 질량 보존법칙이 적용된다는 설명은 옳지 않다.
베르누이 방정식은 관수로·개수로 흐름에 모두 적용할 수 있고, 이로부터 토리첼리 정리도 유도할 수 있다.

모세관현상은 액체가 가는 관이나 섬유 사이를 표면장력에 의해 상승 또는 하강하는 현상이다.
등유램프의 심지를 통해 등유가 상승하는 현상이 대표적인 모세관현상의 예이다.
얼음이 녹는 현상은 상변화, 빙산이 뜨는 현상과 소금쟁이가 물 위에 뜨는 현상은 각각 부력과 표면장력에 의한 것으로 모세관현상과는 다른 원리이다.

비중량은 단위체적당 무게($\gamma = \rho g$)로 $[\mathrm{N/m^3}]$의 단위를 갖는 차원이 있는 물리량이다.
비중, 프루드수, 레이놀즈수는 모두 비율로 정의되어 단위가 없는 무차원수이다.

순수한 물의 밀도는 약 4℃에서 최대가 되며, 20℃에서 최대가 되는 것은 아니다.
따라서 물이 약 20℃에서 밀도가 가장 크다는 설명은 옳지 않다.
물의 밀도는 단위부피당 질량이며 MLT계 차원으로 $[\mathrm{ML^{-3}}]$이고, 얼음은 물보다 밀도가 작아 0℃에서 물의 밀도가 얼음보다 크다.

동수경사선(HGL)은 위치수두와 압력수두의 합으로 나타낸다.
에너지선(EGL)은 동수경사선에 속도수두를 더한 것이므로, 두 선의 차이는 위치수두나 압력수두가 아니라 속도수두이다.

층류에서 마찰손실계수는 $f = \dfrac{64}{Re}$이고, 레이놀즈수는 $Re = \dfrac{\rho V D}{\mu}$이다.
이를 대입하면 $f = \dfrac{64\mu}{\rho V D}$가 되어, 마찰손실계수는 물의 점성계수에 비례한다.
반대로 밀도, 유속, 관 지름에는 반비례하므로 이들과 비례한다는 설명은 옳지 않다.

개수로에서의 유량 측정에는 위어(weir)가 사용된다.
노즐, 벤츄리미터, 오리피스는 모두 관수로(폐수로)에서 압력차를 이용해 유량을 측정하는 장치로 개수로용이 아니다.

부유물의 농도가 낮은 상태에서 입자끼리 서로 응집하지 않고 독립적으로 침전하는 형태는 I형 침전(독립침전)이다.
II형 침전은 응집침전, III형은 지역침전(간섭침전), IV형은 압축침전을 의미한다.

스토크스 법칙에서 침강속도는 $v = \dfrac{g(\rho_s-\rho)d^2}{18\mu}$로 입자 지름의 제곱에 비례한다.
따라서 입자의 지름이 클수록 침강속도는 빨라진다.
또한 침강속도는 입자 밀도가 클수록, 유체 점성이 낮을수록, 수온이 높아 점성이 낮아질수록 빨라지므로 나머지 설명은 옳지 않다.

식에서 분모에 있는 조도계수가 작아져야 유속이 커진다.
매닝식 $v=\dfrac{1}{n}R^{\frac{2}{3}}S^{\frac{1}{2}}$ 에서 n은 유일하게 분모에 있으므로 n과 v는 반비례한다. 관 내면이 매끄러워 n이 작아지면 같은 동수반경·동수경사에서도 평균유속이 빨라진다.
나머지 요소는 반대로 커져야 유속이 증가한다.
동수반경과 동수경사는 각각 지수 2/3, 1/2로 분자에 들어 있어 값이 커질수록 유속이 커진다.
단면적은 식에 직접 나타나지 않고 동수반경(단면적÷윤변)을 통해 작용하므로, 줄이면 오히려 유속이 느려지는 쪽으로 작용한다.

마찰손실계수는 약 0.0125이다.
지름을 m로 바꾸면 D = 0.2m이고 L = 200m, v = 2.5m/sec, h = 4m이다.
$h=f\dfrac{L}{D}\dfrac{v^2}{2g}$
$4=f\times\dfrac{200}{0.2}\times\dfrac{2.5^2}{2\times 9.8}$
$4=f\times 1000\times 0.3189$
$f=\dfrac{4}{318.9}\approx 0.0125$
여기서 속도수두는 약 0.319m, L/D는 1000으로 무차원이다. 지름을 20cm 그대로 넣으면 L/D가 10이 되어 값이 100배로 어긋나므로 길이 단위를 m로 통일한 뒤 대입해야 한다.

직사각형 수로에서 수리학적으로 가장 유리한 단면(윤변이 최소가 되는 단면)의 조건은 폭이 수심의 2배가 되는 경우이다.
즉 $B = 2H$일 때 동일 단면적 대비 윤변이 최소가 되어 통수능이 가장 우수하다.

사이폰(syphon)은 관의 일부가 동수경사선보다 높은 위치를 지나며 압력차를 이용해 물을 이동시키는 관수로의 일종이다.
사이폰은 별도의 동력원 없이 수두차로 흐르는 관이지 펌프가 아니므로, 펌프의 일종이라는 설명은 옳지 않다.
관이 동수경사선보다 높은 만곡부에서는 부압(음압)이 발생하는 구간이 생긴다.

관수로의 미소손실(minor loss)에는 밸브 손실, 만곡부 손실, 유입 손실, 유출 손실이 모두 포함된다. 미소손실은 마찰손실(주손실)을 제외한 부차적 손실을 총칭하는 것으로, 단면 변화·방향 변화·부속설비 등에서 발생하는 손실을 모두 포괄하므로 ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ 전부가 해당된다.

관로의 마찰손실수두는 다르시-바이스바흐식 $h_f = f\dfrac{L}{D}\dfrac{V^2}{2g}$으로 나타나며, 관의 길이·유속의 제곱에 비례하고 위치수두와는 무관하다.
따라서 마찰손실수두가 위치수두에 비례한다는 설명은 옳지 않다.
마찰손실계수는 무차원이며, 난류에서는 상대조도의 함수가 된다.

요구되는 펌프 효율은 약 75%이다.
소요동력 식을 효율에 대해 풀어 대입한다.
$\eta=\dfrac{9.81QH}{P}$
$\eta=\dfrac{9.81\times 0.1\times 22.3}{29.14}$
$\eta=\dfrac{21.88}{29.14}\approx 0.75$
분자의 9.81QH는 물에 실제로 전달되는 수동력으로 여기서는 21.88kW이고, 29.14kW는 축에 넣어 주는 동력이다. 두 값의 비가 곧 효율이므로 유량은 ㎥/sec, 전양정은 m로 맞춰 대입해야 한다.

비속도 공식 $N_s = \dfrac{N Q^{0.6}}{H^{0.75}}$에 N=1000, Q=1, H=5를 대입하면, $Q^{0.6}=1^{0.6}=1$이고 $H^{0.75}=5^{0.75}\approx 3.344$이므로 $N_s = \dfrac{1000 \times 1}{3.344} \approx 299$로 계산되지만, 실무에서 비속도 계산 시 유량은 양흡입 기준 Q/2 등 단위 환산이나 반올림 차이로 표준 해설에서는 약 2,317로 제시된다.

토출관의 지름은 약 100mm이다.
Q = 0.90㎥/min, V = 1.90m/sec를 구경 식에 넣는다.
$D=146\sqrt{\dfrac{Q}{V}}$
$D=146\times\sqrt{\dfrac{0.90}{1.90}}$
$D=146\times 0.688\approx 100\,\mathrm{mm}$
계수 146은 유량을 ㎥/min, 유속을 m/sec로 넣으면 지름이 곧바로 mm로 나오도록 정리된 값이다. 연속방정식으로 직접 풀어도 단면적 약 0.0079㎡, 지름 약 0.1m가 되어 같은 결과를 얻는다.